西藏色季拉山林线冷杉种群结构与动态

急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)是西藏东南部地区高山林线森林群落的主要建群树种,主要分布在色季拉山海拔3600～4400m区域,并成为阴坡高山林线的优势树种。通过对色季拉山林线群落交错区域的定位调查,分析了急尖长苞冷杉的个体生长、种群结构与动态以及林线特征。分析结果表明:(1)西藏色季拉山海拔4320m处为森林郁闭上限,该区域存在两种类型的高山林线,阳坡为渐变型林线,林线树种为方枝柏(Sabina saltuaria);阴坡为急变型林线,林线树种为急尖长苞冷杉。阳坡与阴坡林线分布海拔上限分别为4570m和4390m,阳坡高于阴坡180m;阳坡与阴坡林线群落交错区垂直宽度分别为250m和70m,阳坡比阴坡宽180m。(2)阴坡海拔3700～3800m属急尖长苞冷杉分布的最适范围,种群径级结构表现为典型的反"J"型,种群密度约380株/hm2;种群年龄结构表现为"金字塔"型,属于扩展型种群。(3)静态生命表和种群存活曲线反映了急尖长苞冷杉种群在形成初期的20a和生长发育的60～160a分别经历了强烈的环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡波动,200a左右为急尖长苞冷杉的生理寿命,种群后期基本稳定,400a左右为极限寿命。     

藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃叶解剖结构特征与环境适应性

以藏东南色季拉山9个不同海拔梯度的薄毛海绵杜鹃(Rhododendron aganniphum var.schizopeplum)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术,测定10项叶片解剖结构指标,应用叶片解剖结构指标的可塑性指数和相关性分析方法探索薄毛海绵杜鹃对藏东南色季拉山强紫外辐射和高寒环境的适应性。结果表明:(1)薄毛海绵杜鹃叶片为异面叶,上表皮有明显的角质层,下表皮有表皮毛,栅栏组织细胞2～3层。(2)随着海拔的升高,叶片角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度呈现明显增大趋势,而组织结构紧密度和疏松度变化不显著,主脉突起度呈现下降趋势。(3)各项叶片解剖结构指标的可塑性指数显示,薄毛海绵杜鹃在解剖结构上表现出较小的可塑性,对外界环境的适应能力较弱。(4)依据薄毛海绵杜鹃各项叶片解剖结构指标的相关性分析结果,除海绵组织厚度与栅栏组织厚度、下表皮厚度与上角质层厚度之间相关性不显著外,其余各指标之间均呈显著相关关系,且叶片的解剖结构指标方面也存在明显的协同进化现象。研究发现,藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃通过增加叶片角质层厚度、表皮厚度和叶肉厚度等解剖结构指标的方式增强对外界极端环境的适应能力,从而有利于其在恶劣的高山生境下生存繁衍,使该物种成为生态位理论中的广幅种。     

薄毛海绵杜鹃结实和萌发特性随环境的变化

选择青藏高原东南林线地区优势植物薄毛海绵杜鹃为对象,研究薄毛海绵杜鹃结实特性和萌发特性随海拔(4183—4673 m)、坡度、坡向等环境梯度的变化规律。对比了不同环境条件下薄毛海绵杜鹃果实的长、宽、重量、单果种子数、种子千粒重等结实特性;并测试了不同环境所产种子的萌发对温度和光照的响应。结果表明:(1)在高海拔低温胁迫环境下,薄毛海绵杜鹃的生殖投入加大,果实大且质量重,种子数量多但质量轻;(2)坡向是影响单果种子数量的主要环境因子,阴坡单果种子数显著大于阳坡,生活在阴坡的薄毛海绵杜鹃的繁衍能力更强;(3)较高和较低土壤湿度都会影响薄毛海绵杜鹃的种子质量,中等土壤湿度(28.3%—32.5%)薄毛海绵杜鹃种子萌发能力最强;(4)薄毛海绵杜鹃的种子是需光性种子,在黑暗条件下几乎不萌发;(5)在光照条件下,温度对种子萌发率和萌发速率有显著影响,高温(25/5℃)有助于提高萌发率并促使萌发进程显著提前。研究揭示了不同海拔薄毛海绵杜鹃结实和萌发特性与环境之间的关系,为薄毛海绵杜鹃的种质资源保护和气候变化背景下藏东南林线动态预测提供了基础资料。     

八仙山国家级自然保护区山樱花种群结构特征

山樱花(Cerasus serrulata)是樱花的野生种,其花色和树形优美,是重要而稀少的樱属观赏植物资源。近年,在燕山山脉东麓的天津北部山区,发现比较集中分布的山樱花种群。为明确该野生山樱花种群特征,探究其生态分布习性,本研究选取了天津八仙山国家级自然保护区阴坡、山脊、阳坡3种不同坡位中的山樱花群落,设置样地进行了野外群落学调查,研究了山樱花的种群结构及所在群落物种多样性随海拔和坡位的变化规律,并运用主成分分析法,分析群落间的差异以及群落结构对多样性变化的影响。结果表明:(1)山樱花为落叶阔叶林伴生种,所在群落乔木层主要树种为蒙古栎(Quercus mongolica)、槲栎(Q.aline)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、臭檀(Euodia daniell)、桑(Morus alba)和元宝槭(Acer truncatum),灌木层主要物种为迎红杜鹃(Rhododendron mucronulatum)、三裂绣线菊(Spiraea trilobata)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、大花溲疏(D.grandiflora)、大叶朴(Celtis koraiensis)和锦带花(Weigela florid);山樱花种群结构和所在群落的结构依坡位不同而发生变化;(2)山樱花种群的年龄结构呈倒"J"型分布,600~800 m海拔和阳坡更新状况最好;(3)不同坡位山樱花种群的Shannon生态位宽度为阳坡>山脊>阴坡。与山樱花生态位重叠最高的种群,阴坡为中国黄花柳和蒙古栎,山脊为臭檀和蒙古栎,阳坡为杏和桑;(4)山樱花所在群落的乔木层径级分布呈倒"J"型,多样性指数随海拔增加先增后减;阴坡多样性指数最高,山脊和阳坡较低。灌木层的多样性指数变化趋势与乔木层相反。群落的物种多样性将随群落发育而增加,其优势种的优势度也将进一步提高,作为伴生种的山樱花种群将在阴坡可能衰退,在山脊和阳坡发育良好。该研究可为我国北方地区野生山樱花种群的保护与开发利用提供科学的参考依据。     

高寒植物长鞭红景天种群结构及数量特征

种群结构及数量特征的研究对揭示种群的形成机制和影响因素有着重要意义。在西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站所在的西藏色季拉山区,采用样地-样方法对研究站旁阳坡、大阴坡、观景台和山口公路上方的长鞭红景天种群进行了调查,共设76块样地、304个样方,进而对长鞭红景天种群结构及数量特征进行了分析研究。结果表明：长鞭红景天在色季拉山主要分布于6个群落类型：急尖长苞冷杉林（P1）、方枝柏林（P2）、薄毛海绵杜鹃灌丛（P3）、毛小叶垫柳灌丛（P4）、鳞腺杜鹃灌丛（P5）及硬叶柳灌丛（P6）。各群落中长鞭红景天平均密度大小顺序为：P3＞P1＞P2＞P4＞P6＞P5、平均基径为：P6＞P2＞P5＞P4＞P1＞P3、平均高度为：P6＞P2＞P5＞P1＞P3＞P4、平均花茎数为：P6＞P2＞P1＞P3＞P5＞P4、平均花茎环数为：P6＞P5＞P2＞P1＞P3＞P4、平均分枝数为：P6＞P1＞P3＞P2＞P4＞P5、重要值为：P5＞P4＞P3＞P2＞P1＞P6。不同群落类型中,长鞭红景天种群的基径、高度及花茎环数等结构系列均表现出不同程度的残缺现象,总体上也出现幼体数目少、成体和老体数目相对较多,但由于其种子繁殖存在一定周期性,并且在自然状态下也进行着无性繁殖,故其仍是增长型种群。对花茎环数的分析发现,长鞭红景天种群大量繁殖的周期是8~10年。长鞭红景天分枝数在5~8枝的植株数比例超过了50 %,分枝数最多的高达45枝,但这些分枝由于相互争夺从根吸收上来的有限营养的原因而生长相对较细。各枝花茎数情况方面,花茎数为1~2枝的所占比例为32.21%,这些主要是侧枝上的花茎;花茎数在7以上的植株占25.82 %,这主要是主轴上的花茎;总体上主轴上着生花茎多于侧枝上的花茎。基径与生长参数关系方面：长鞭红景天的生长参数都是随基径级增大而总体呈现出增大的趋势。研究结果可为进一步探讨长鞭红景天种群生存机制提供基础。     

新疆野核桃自然保护区不同坡向野核桃幼苗种群年龄结构及生长特征

为了解国家Ⅱ级渐危植物新疆野核桃不同年龄幼苗的数量组成及生长特性,在野核桃自然保护区不同坡向上设置4个2-hm²样地,应用相邻格子样方法对野核桃幼苗进行逐株调查,分析了野核桃幼苗种群的数量组成、基径和株高的生长特征及各性状间的生长关系.结果表明: 阳坡、半阳坡、阴坡和半阴坡野核桃1龄幼苗均较丰富,1～3龄幼苗数量均占绝对优势,不同坡向野核桃幼苗种群均呈增长型年龄结构.各坡向野核桃1龄幼苗平均5.7%可存活到4龄,平均1.7%可以存活到7龄.3龄是野核桃幼苗数量的一个转折点,幼苗种群在生活史中采用的是r对策.野核桃幼苗的基径和株高在3龄前生长缓慢,3龄后加快生长;基径平均生长速率为3.6 mm·a^-1,按阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡顺序减小;株高平均生长速率为9.0 cm·a^-1,按阳坡、半阳坡、半阴坡、阴坡顺序减小.不同坡向野核桃幼苗的基径与株高均随年龄的增加呈指数函数生长,株高与基径呈幂函数异速生长,幼苗各性状间的生长快慢可通过函数的性质和参数反映出来.     

西藏东南部色季拉山兰科植物的区系特征和物种多样性

对我国西藏东南部色季拉山兰科植物的区系地理特征和物种多样性进行了研究.结果表明:1.色季拉山有兰科植物35属67种,是西藏兰科植物分布最为丰富的地域之一;2.色季拉山兰科植物生活型齐全,陆生、附生、腐生3种类型皆有,陆生兰最多,共21属42种,分别占总属数和总种数的60.00％和62.69％,附生兰有11属21种,腐生兰有4属4种;3.就6个海拔带分析,色季拉山兰科植物的物种分布数量呈现随海拔升高逐渐减少的趋势,其中陆生兰从低到高分布于整个山体的各个海拔带,附生兰所有种均分布在中低海拔,4种腐生兰在该区内仅分布在2 800 ～3 730 m比较狭窄的区域内;4.兰科物种的分布区类型表明:色季拉山兰科植物区系成分比较复杂,热带成分和温带成分属相当,以热带成分稍多,而就种的类型看,热带分布类型相对较少,温带分布类型占较大优势,共有43种,占总种数的64.18％,反映了色季拉山兰科植物区系为热带与温带相交错,并向温带过渡的性质;其次,种的类型内东亚分布最多,共有30种,占总种数的44.78％,占温带分布的69.77％,其中中国-喜马拉雅分布变型20种,占东亚分布的66.67％,反映了色季拉山区兰科植物区系具有一定的高山植物区系的特色.中国特有分布12种,也证实了该区兰科植物区系具有特有现象发达的年轻性及其较强的衍化、特化性质.     

秦岭林区锐齿栎次生林种群空间分布格局

以秦岭林区阳坡、阴坡2个典型地段上的锐齿栎次生林为研究对象,运用点格局分析方法 O-ring函数分析了不同坡向、不同发育阶段种群空间分布格局及不同坡向锐齿栎种群的种内与种间空间关联性,探讨锐齿栎空间格局形成和种群维持机制。结果表明:阴坡锐齿栎种群聚集程度高于阳坡;两种坡向种群各发育阶段空间分布格局相似,从幼树到大树均呈现出聚集到随机甚至均匀分布的规律;不同坡向种群各发育阶段间关联性不同,阳坡各发育阶段间呈一定的正相关,而阴坡呈一定的负相关;阳坡中,山杨与锐齿栎种群分布呈一定正相关,灯台树、鹅耳枥与其呈一定负相关,在阴坡,山杨、漆树与锐齿栎呈一定正相关,灯台树、青榨槭、鹅耳枥与其呈一定负相关。结果表明:目前,阳坡锐齿栎种群结构较好,种内、种间竞争不激烈,而阴坡种群不仅受种间竞争的影响,同样受到种内竞争的制约,最终导致其林分结构较差,更新不良,从长远上看,适当疏伐可以增加林内透光性,有益于促进种群的更新与稳定。     

色季拉山急尖长苞冷杉林不同坡向土壤养分及肥力研究

以色季拉山不同坡向急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)天然林为研究对象,采用单因素方差、化学计量比及内梅罗指数等方法对不同坡向0—100 cm土壤的pH和7种养分含量及肥力状况进行研究,以期为色季拉山急尖长苞冷杉的经营管理提供理论依据。结果表明:(1)色季拉山急尖长苞冷杉林土壤pH7,为酸性。0—100 cm土层中除土壤全钾含量外,其他各养分含量及变异系数的均值均表现为:阳坡阴坡,且均属于中等变异程度。除全磷、全钾含量较低外,其他指标均处于"中等"及以上水平。(2)土壤有机质、全氮、碱解氮随土层的增加而降低,总体上表层与深层差异显著(P0.05),其他土层之间差异不显著(P0.05);其他养分随土层变化规律不一致,各土层之间差异不显著(P0.05)。(3)阳坡各土壤化学计量比总体上表现为随土壤深度增加而降低,阴坡呈波动性变化,除C∶N外,阳坡C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K均小于阴坡。(4)阴坡的土壤肥力指数(1.44)大于阳坡(1.32),不同坡向土壤肥力均属于"中等"水平。坡向通过影响多种因素使土壤理化性质具有一定差异性,阴坡的土壤养分含量及肥力状况优于阳坡,全钾是第一限制因子,全磷是第二限制因子。     

色季拉山急尖长苞冷杉种群不同龄级立木的空间分布格局

植物种群空间分布格局是种群个体在水平空间的分布、配置状况，是种群对环境适应的生存策略及适应机制的反映。以色季拉山急尖长苞冷杉（Abies georgei var.smithii）原始林为研究对象，在色季拉山东坡设置100 m×100 m固定样地，采用相邻网格法将样地划分为25个20 m×20 m的调查单元，对样地内所有基径≥0.1 cm的急尖长苞冷杉进行调查，记录林木的坐标、胸径、基径、冠幅等信息。依据基径和胸径两个指标将林木划分为12个径级和6个龄级（幼苗、幼树、小树、中树、大树、老树），对种群的径级特征及空间分布格局进行分析。结果显示：（1）急尖长苞冷杉种群在不同径级上的分布成倒"J"型。（2）种群整体、幼苗、幼树随空间尺度的增大依次呈现集群分布、随机分布和均匀分布，小树、中树、大树、老树在所研究尺度内均为随机分布。（3）幼树与幼苗在小尺度上接近或达到负关联，在中、大尺度无显著关联；小树、中树、大树、老树在空间分布上与幼苗、幼树的关联性符合Janzen-Connell假说，但小树、中树、大树、老树之间无显著关联。上述结果表明：色季拉山急尖长苞冷杉种群为稳定增长型种群，小径木以集群方式相互庇护以提高自身适应环境的能力，大径木在小、中尺度抑制林下更新，在大尺度则促进更新。该结果有助于揭示色季拉山急尖长苞冷杉种群的现状与动态规律，可为深入研究该种群维持机制提供理论依据。